Interception des précipitations et évapotranspiration réelle dans des peuplements de feuillu (Fagus silvatica L.) et de résineux (Pseudotsuga menziesii (Mirb) Franco)

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Interception des précipitations et évapotranspiration réelle dans des peuplements de feuillu (Fagus silvatica

L.) et de résineux (Pseudotsuga menziesii (Mirb) Franco)

Gilbert Aussenac, C. Boulangeat

To cite this version:

Gilbert Aussenac, C. Boulangeat. Interception des précipitations et évapotranspiration réelle dans des peuplements de feuillu (Fagus silvatica L.) et de résineux (Pseudotsuga menziesii (Mirb) Franco).

Annales des sciences forestières, INRA/EDP Sciences, 1980, 37 (2), pp.91-107. �hal-02729858�

Interception ^des précipitations ^et évapotranspiration ^réelle

dans des peuplements ^{de feuillu} (Fagus ^silvatica L.)

et de résineux (Pseudotsuga ^menziesii (Mirb) Franco)

G. AUSSENAC

Station de Sylv

BOULANGEAT*

Station de Sylviculture ^et Production, Centre national de Recherches forestières, INRA.,

Champenoux ⁵⁴²⁸⁰ Seichamps

Résumé

L’interception ^des précipitations ^et l’évapotranspiration ^{réelle ont} été évaluées dans un peuple-

ment de Douglas (Pseudotsugamenziesii (Mirb) Franco) âgé de 11 ans (densité : ³ 086 tiges/ha), trois peu-

plements ^de Douglas âgés ^{de 23 ans} (densité : 530, ¹ 030 et 2 229 tiges/ha) ^{et dans un} peuplement ^de

Hêtre (Fagus ^silvatica L.) âgé ^{de 80 ans} (densité : ⁷⁴³ tiges/ha).

En période hivernale, l’interception ^a représenté 6 p. 100 des précipitations incidentes dans la hêtraie contre 32 p. 100, 35 p. 100 et 36 p. 100 chez les Douglas âgés ^{de 23 ans ; en} période ^estivale, l’interception ^a augmenté dans la hêtraie (21 p. 100 des précipitations), ^alors qu’elle ^est restée stable chez les Douglas. ^La prise ^en compte de données bibliographiques ^a permis de montrer que dès l’âge

de 15 ans, l’interception ^{est élevée} (35 p. 100) ^{chez les} Douglas ^{et varie} peu jusqu’à ^{50 ans. Chez le} Hêtre, l’interception ^{atteint en} moyenne 15 p. ^{100 dès} l’âge ^{de 30 ans et} augmente ^avec l’âge pour atteindre 20-25 p. 100 ^{à 100 ans.}

L’évapotranspiration ^{réelle a} été estimée de façon hebdomadaire par la relation classique :

ETR= P; - D -AS

avec

ETR : évapotranspiration réelle, P t = précipitations incidentes, D : écoulement profond ^et latéral,

AS : fluctuation de la réserve en eau du sol.

Les calculs ont été effectués pour des périodes où l’écoulement profond ^ou latéral était absent.

La fluctuation de la teneur en eau du sol a été étudiée à l’aide d’une sonde double neutron gamma.

Les résultats obtenus montrent ainsi que l’on pouvait le penser ^a priori qu’au printemps, ^{en l’absence} de feuilles, ^le hêtre évapotranspire moins que les Douglas ; ^{mais en} été, l’évapotranspiration ^{du hêtre}

est la même que celle du Douglas. En automne, on a noté au moment du jaunissement ^{des feuilles une} légère différence entre feuillus et résineux. Les résultats obtenus montrent aussi que le peuplement ^de Douglas ^{de faible densité} (530 tiges/ha) évapotranspire notablement moins (18 p. 100 ^{à 27} p. 100) que les autres.

L’interception joue ^{un rôle} important ^dans l’évapotranspiration totale des peuplements. Le rap- port ETR/ETP dépasse ¹ lorsque l’interception ^est importante.

1.

Introduction

L’influence de la forêt sur le bilan hydrique ^{a fait} l’objet de nombreux travaux de recherches.

*

Adresse actuelle : Office national des forêts, 21 Châtillon-sur-Seine.

L’interception ^des précipitations ^{a été} particulièrement étudiée dans les vingt ^der-

nières années. Cependant, ^{si on} connaît maintenant les ordres de grandeur de l’inter-

ception, ^on dispose ^encore de peu de données ^sur la variation de ce phénomène, ^avec l’âge ^des peuplements. ^{On a} de même peu d’informations ^sur le comportement ^d’essen-

ces exotiques telles que le Douglas (Pseudolsuga ^menziesü (Mirb) Franco) qui ^devient

maintenant très important dans la forêt française.

L’évapotranspiration ^des peuplements ^{est aussi encore} relativement mal connue

d’une part ^{à cause} des difficultés rencontrées pour évaluer les effets de l’âge ^{et de la}

structure et d’autre part ^{en raison} du rôle que joue ^l’eau interceptée dans le bilan

hydrique global. ^La fréquence ^et l’importance ^des précipitations apparaissent ^ainsi

comme déterminantes pour l’évapotranspiration réelle des peuplements (Rutter, 1975).

Les comparaisons ^de comportement ^{entre feuillus et résineux sont} difficiles à établir expérimentalement ^et les résultats obtenus par différents expérimentateurs

sont souvent contradictoires.

L’objectif ^{de cette étude était} d’analyser, dans des conditions de milieu compara- bles, ^le bilan hydrique ^et les influences respectives d’un feuillu climacique (Fagus

silvatica L.) ^et d’un résineux exotique (Pseudotsuga ^menziesü (Mirb) Franco) ^souvent

utilisé en reboisement.

2.

Matériel et méthode

Les peuplements ^{étudiés sont situés sur un} plateau à la même altitude (255 m)

en forêt d’Amance, ^{à 10 km à l’est de} Nancy (Meurthe-et-Moselle). ^{Ils sont suffisam-}

ment proches pour que les conditions climatiques y ^soient identiques. La forêtd’Amance repose ^{sur un} sol brun lessivé marmorisé, développé ^{sur des marnes} liasiques ^recou-

vertes de limons. La caractéristique principale de substrat est la présence ^{à une} pro- fondeur moyenne de 65 ^à 80 cm d’un horizon très compact qui freine les écoulements

profonds ^et provoque le développement de nappes perchées temporaires. ^{Cette situa-}

tion permet le contrôle des échanges ^{d’eau verticaux} dans le sol et le site a été pour cela

qualifié ^{de «} lysimètre ^{naturel »} (Aussenac, 1972-1975).

Le tableau 1 donne les caractéristiques principales ^des peuplements ^étudiés.

TAR!FA!)1 1

Le peuplement ^{feuillu est} constitué d’une futaie régulière ^{de Hêtre} (Fagus ^sifvatico L.) ^{à couvert fermé avec un} sous-étage ^très réduit. On rencontre aussi en mélange quelques ^Chênes (Quercus sessiliflora Salisb.), ^Tilleuls (Tilia ^cordata Mill), ^Charmes (Carpinus ^betulus L.) ^{et Frênes} (Fraxinus ^excelsior L.). ^Le peuplement ^{est issu d’une} régé-

nération naturelle.

Les peuplements ^de Douglas ^{sont issus de} plantations (Bartoli ^{et Decourt,} 1971).

L’interception ^des précipitations ^a été évaluée chaque jour ^à partir de la relation : l11 1 L,

P,

(P. -I- P+1 (Aussenac. 1968!

Les précipitations incidentes ont été mesurées au poste climatologique ^{du Centre}

National de Recherches Forestières à Champenoux ^{situé à} proximité ^immédiate (500 m) ^des peuplements étudiés. Les précipitations ^{au sol ont été évaluées à l’aide de} vingt-cinq pluviomètres ^* répartis ^au hasard dans le peuplement ^{feuillu et de}

quinze pluviomètres dans chacun des trois peuplements ^de Douglas (1, ^{Il et} III) (Bou- langeat, 1978). ^Il n’y ^a pas ^eu de mesures nouvelles dans la parcelle ^{IV de} Douglas.

Les calculs ont été effectués à partir ^{de mesures} qui ^{avaient été faites en 1972 sur les}

mêmes peuplements (Aussenac, 1975).

L’écoulement le long ^{des troncs a} été mesuré à l’aide de colliers (Aussenac, 1968) ajustés ^en spirale ^autour des troncs ; cinq ^{de ces colliers ont été} utilisés dans chacun des peuplements ^de Douglas ^{et onze dans le} peuplement ^feuillu.

L’évapotranspiration ^{réelle de ces} peuplements ^{a été calculée} chaque ^{semaine à}

l’aide de la relation classique ^{suivante :}

l21 ETR = P ; -D-4S

Dans l’utilisation de ^cette équation nous avons supposé qu’il n’y ^avait pas de remontées capillaires depuis ^{les horizons} profonds (inférieurs ^{à 1,5} m). Les calculs ont été effectués ^en l’absence d’écoulement (D). L’existence d’un écoulement a été déterminée à partir ^{de la} présence ^ou de l’absence de la nappe perchée temporaire.

La présence ^{de cette} nappe perchée ^est l’indice d’un excès d’eau qui ^{en l’absence} d’horizon imperméable s’infiltrerait en profondeur.

La fluctuation des nappes ^a été suivie à l’aide de tubes piézométriques (six ^tubes

dans le peuplement ^{feuillu et trois} dans chacun des peuplements ^de Douglas).

La variation du stock d’eau du sol a été mesurée à partir ^de profils hydriques

réalisés à l’aide d’une sonde double neutron gamma : dans le peuplement ^feuillu

*

Pluviomètre SPEIA (surface ^de réception ⁴⁰⁰ cm’).

vingt-trois ^{tubes ont} été installés (Aussenac ^{et Granier,} 1979) ; ^{dans les} Douglas

six tubes ont été utilisés dans les peuplements ^{1, Il et III. Ils sont} regroupés par ^trois le

long ^d’une diagonale ^{du carré} formé par quatre ^{arbres voisins. Dans le} Douglas ^IV

neuf tubes ont été installés : six regroupés ^{par trois comme dans les} peuplements précédents ^{et trois installés au centre} de carrés formés par quatre ^{arbres voisins} (Boulangeat, 1978).

Les tubes ont une longueur ^{utile de 2,60 m dans les} Douglas, dans la hêtraie la

longueur ^{utile est de 2,60 m} pour 2 tubes, 1,90 m pour quatre ^{tubes, 1,50 m} pour

dix-sept ^tubes.

3.

Résultats

3.1.

Interception ^des précipitations

Les mesures ont été réalisées d’octobre à novembre 1977 et d’avril à juillet ^1978.

Elles permettent de comparer les peuplements pendant ^une partie ^{de la} période ^hiver-

nale débutant avec la chute des feuilles du Hêtre (2 ^novembre 1977) ^et pendant ^une partie ^{de la saison de} végétation commençant ^avec le débourrement des feuillus (7 ^mai 1978).

La figure ¹ représente (en pourcentage) l’importance ^des différentes fractions

(P s

, ^Pt, I n ) pour la période hivernale, ^la période ^{estivale et pour la} période ^{allant du}

mois d’octobre 1977 à juillet ^1978.

D’une façon générale l’interception ^est plus faible dans le peuplement ^feuillu (6 p. 100 ^{en hiver et 21} p. 100 ^en été) que dans les peuplements ^résineux (de ³² p. 100

à 37 p. 100 ^{selon le} peuplement ^{et la} saison).

L’interception ^{est la} plus importante ^{en été, mais l’écart} saisonnier est seulement de 1 à 4 p. 100 ^{chez les} Douglas ^alors qu’il ^{est de 15} p. 100 ^{dans le} peuplement ^feuillu (Hêtre). ^{Chez ce dernier en hiver,} au-delà de 2 ^mm l’interception représente ¹⁰ p. 100 de P i ^alors qu’en ^{été elle} correspond ^{à 20} p. 100 ^{de P i} quand ^les précipitations dépas-

sent 4 mm.

Il y ^a peu de différences dues ^à la densité entre les trois peuplements ^de Douglas.

Le pourcentage d’interception ^{varie de 35 à} 37 p. 100 quand la densité du peuplement

passe de cinq ^cent trente-huit tiges/ha ^à deux mille deux cent vingt-neuf tiges/ha.

La densité a cependant ^une grande ^{influence sur la} répartition ^{de l’eau au sol}

(fig. 2).

La différence d’interception s’explique par des différences de capacité ^{de satura-}

tion (S) ^des houppiers. ^{Nous avons} calculé les paramètres ^à partir ^des pluies ^nocturnes,

continues et importantes (Aussenac, 1968). Les chiffres obtenus font apparaître ^des

différences importantes ^{entre les} Douglas ^et la hêtraie.

Douglas ^{1 s}

^{3,6 mm ! 0,7} (densité ⁵³⁵ tiges/ha) Douglas ^{Il 1 s}

^{3,7 mm ! 0,8} (densité ^{1 030} tiges/ha) Douglas ^{III s}

^{3,9 mm ! 0,8} (densité ^{2 229} tiges/ha)

Feuillus (Hêtre) ^s = 1,7 mm 0,5 (densité ⁷⁴³ tiges/ha).

On constate que la capacité ^de saturation des houppiers ^{est deux fois} plus impor-

tante chez les Douglas que chez le Hêtre. Ces résultats ^montrent que dans des condi- tions climatiques identiques ^la quantité ^d’eau interceptée par ^un peuplement ^forestier dépend principalement ^{de la} capacité ^de saturation des houppiers. Cette dernière est

caractéristique de l’essence car elle ^est fonction de la surface ^et de la morphologie

des feuilles et des branches.

Lorsque la densité augmente ^{on observe une} diminution de P s qui ^est compensée

par ^une augmentation de l’écoulement le long ^{des troncs Pt.}

Dans les quatre peuplements étudiés l’écoulement le long ^{des troncs} représente

une fraction non négligeable ^des précipitations ^{arrivant au} sol. En valeur relative

(p. ^{100 de} P i ), ^{elle est} plus importante ^{en hiver} qu’en ^été (fig. 3). ^La différence saison- nière est la plus élevée chez les feuillus.

Au niveau du peuplement la densité influence beaucoup l’écoulement le long ^des

troncs. Chez le Douglas pour la totalité de la période d’étude il passe de 4 p. 100 de P i pour la densité la plus ^{faible à} 17 p. 100 pour la densité la plus forte. Mais au niveau de l’écoulement moyen par arbre (tabl. 2a), ^on remarque que l’écoulement ^est le plus

fort dans le peuplement de densité moyenne ^et le moins important dans celui de densité

la plus faible. En d’autres termes, l’écoulement n’augmente pas ^avec le diamètre de l’arbre moyen ^comme cela était le cas dans les mêmes peuplements âgés ^{de 15 ans} (tabl. 2b). ^{A ce} moment-là les peuplements ^{étaient fermés et la} morphologie ^des houp- piers ^était identique. L’éclaircie qui ^{a été effectuée en} 1973 dans le peuplement ^de Douglas 1 (au départ ^{avant éclaircie même} densité que le peuplement ^de Douglas ^{Il :}

mille trente tiges/ha) ^{a eu} pour effet de modifier la ^structure des couronnes des arbres de cette parcelle, ^{il en est résulté un} écoulement moindre.

3.2.

Les fluctuations ^de nappes perchées

Dans les peuplements, les fluctuations des nappes perchées dépendent, ^toutes

choses égales par ailleurs, ^de l’importance ^de l’évapotranspiration réelle. L’étude détaillée de l’évolution de la hauteur des nappes permet ^donc d’apprécier l’influence des peuplements ^{sur le bilan} hydrique particulièrement pendant ^{l’hiver où les mesures} d’évapotranspiration ^{réelle sont} difficiles.

Le niveau moyen de la nappe dans ^un peuplement ^{a été évalué} chaque jour ^en effectuant la moyenne des valeurs relevées dans chacun des tubes. Dans les peuple-

ments I et III de Douglas il y ^a peu de différences ^entre les tubes, _par ^{contre dans les} deux autres peuplements (Douglas ^{Il et} Feuillus), le coefficient de variation atteint souvent 40 p. 100. Il est maximum au moment de l’apparition ^{et de la} disparition ^des

nappes.

L’hétérogénéité ^{dans le niveau} moyen de la nappe peut ^être expliquée par le

fait que dans ^ce type ^{de substrat il ne} s’agit pas véritablement d’une nappe ^continue mais d’une série de poches ^{liées à} l’hétérogénéité ^{de la} macroporosité.

L’évolution des nappes ^{est très voisine} dans les différents peuplements.

Les différences de niveau de la nappe peuvent s’expliquer ^en partie par la pro- fondeur plus ^{ou moins} importante ^du plancher ^du pseudogley. ^{Il est en} fait difficile de situer le plancher ^du pseudogley ^car il débute souvent progressivement. ^{Nous avons}

calculé l’écart-type de la moyenne des humidités volumiques pour chaque profondeur (fig. 4).

On constate que, à un certain niveau, l’écart-type (a) ^baisse nettement et reste ensuite sensiblement constant lorsque ^la profondeur augmente. On définit ainsi une zone de discontinuité où les fluctuations de teneur en eau sont limitées. On a alors évalué la profondeur d’apparition ^du pseudogley par le ^{niveau où} l’écart-type (a)

est < 0,6.

Les nappes ^ont apparu simultanément dans ^tous les peuplements ^{entre le 6 et le}

8 novembre 1977, ^{ensuite les} périodes ^de disparition ^{ont été assez brèves en raison de}

l’abondance des précipitations.

Pendant l’hiver la nappe ^est plus ^{haute sous les feuillus,} l’écart s’atténue en mars et les nappes disparaissent ^{ensemble au cours de la} première ^{semaine de} juin. ^Ensuite

la nappe réapparaît ^{sous tous les} peuplements ^{entre le 20} juin ^{et le 15} juillet, ^{mais elle}

est plus ^{haute sous les résineux. Elle} réapparaît ^même uniquement ^{sous les} Douglas

le 2 août.

Chez les Douglas ^{on constate d’autre} part ^une disparition temporaire ^{de la}

nappe ^{dans la} deuxième quinzaine ^d’avril.

Ces différences entre résineux et feuillus déjà ^{mises en évidence en forêt d’Amance}

par Levy (1969) s’expliquent par le « redémarrage » plus précoce ^{de la} transpiration

chez les Douglas, ^alors que le Hêtre n’est pas ^encore feuillé. A partir ^{du 10 mai les}

Hêtres sont feuillés : on note alors que la nappe baisse plus ^{vite dans ce} peuplement

que dans les Douglas, ^{si bien} qu’il n’y ^a plus de différence dès le 1 e’’ juin ^{et par la}

suite la nappe ^reste plus ^{basse sous} la hêtraie. On peut interpréter ^{cette évolution}

comme le résultat d’une transpiration plus importante ^du peuplement feuillu dès _que les arbres sont feuillés.

A partir ^{des mesures} journalières hivernales de la hauteur des nappes, il ^a été

possible d’établir pour chaque peuplement ^des équations ^{liant la variation} journalière

de la nappe (!n) ^le jour « j » ^{à la} profondeur de la nappe le j our « j ^{-1 » et aux} précipitations ^{au sol} (P s ⁺ P i ) ^le jour« j ^{-1 ». En} hiver, ^{on a} supposé que la transpi-

ration était négligeable, les fluctuations de la nappe n’étant dues qu’aux précipitations

au sol et à l’écoulement profond ^et latéral. Le début de la transpiration peut ^être

détecté à partir ^{de la} comparaison ^{des tracés} des hauteurs calculées et des hauteurs mesurées des nappes puisque ^les équations ^de prédiction ^{ont été établies} pendant ^des périodes ^à transpiration négligeable.

Pendant la période hivernale, ^{les écarts sont faibles sauf en mars} après ^une période ^de neige ^{suivie de} gel ; ^{chez les} Douglas des différences existent au mois d’avril ce qui ^{révèle une} augmentation ^{de la} transpiration, ^{en mai} les différences sont

faibles, indice d’une baisse de la transpiration pendant ^cette période, ^en juin ^l’écart redevient important.

Chez le peuplement ^feuillu, des différences importantes ^{entre hauteur calculée et}

hauteur mesurée de la nappe apparaissent ^{fin mai, ce} qui correspond ^à la feuillaison.

Ainsi les résultats confirment les conclusions obtenues à partir de l’étude directe de la fluctuation des nappes.

3.3.

L’évapotranspiration ^réelle

L’évapotranspiration ^{réelle a été évaluée à l’aide de} l’équation (2) pour les pério-

des où il n’y ^avait pas d’écoulement.

Le tableau 3 rapporte ^les résultats obtenus pour la période du 13.7.78 au

24.10.78.

On constate que ^{sur cette} période ^{c’est le} peuplement ^de Douglas ^{1, de densité} (cinq ^cent trente-cinq tiges/ha) ^la plus ^faible qui ^a évapotranspiré ^le moins ; alors que le peuplement ^{IV de} densité élevée (trois ^mille quatre-vingt-six tiges/ha) ^a évapo- transpiré ^le plus ; ^{l’écart entre les} deux étant de 44,5 mm, soit 25,7 p. 100 ^en plus.

Les autres peuplements ^de Douglas (11, III) ^{et le} peuplement ^{feuillu ont des} évapotrans-

pirations ^très proches, ^{l’écart avec le} Douglas ^{IV est très faible.}

Sur la période 13.7.1978-13.11 .1978, la figure ^{5 montre} l’évolution de la réserve totale d’eau dans le sol (0-150 cm) ^des différents peuplements étudiés. On peut ^noter

une évolution parallèle ^{avec le} temps. ^{Dans le} Douglas ^{1, le} prélèvement ^{d’eau sur la}

réserve est beaucoup plus faible que dans les ^autres peuplements. ^A partir du 24.10.78 la réserve dans le peuplement ^feuillu augmente légèrement ^alors qu’elle ^{continue à}

baisser dans les Douglas. C’est l’indice d’une baisse de l’évapotranspiration que l’on

peut ^{attribuer au} jaunissement, puis ^au commencement de la chute des feuilles. Il faut

cependant ajouter que la réduction d’évapotranspiration par rapport ^{aux résineux}

n’est à ce moment-là pas du ^tout spectaculaire ^{comme on aurait} pu l’imaginer ^a

priori.

4.

Discussion et conclusion

Au cours de la période ^d’étude, l’interception ^{a été de 15} p. 100 dans le peuple-

ment de Hêtre de 80 ans et de 35 à 37 p. 100 dans les peuplements ^de Douglas âgés ^de

23 ans. Cette différence s’explique par la capacité ^de saturation plus élevée des résineux.

L’interception ^du peuplement feuillu est minimum en hiver (6 p. 100) lorsque ^{la chute}

des feuilles a provoqué ^une diminution de la capacité ^de saturation des houppiers.

C’est donc pendant ^cette période que la différence d’interception ^entre les résineux et les feuillus est la plus importante (de 26 à 30 p. 100 de P i ).

La densité joue ^{un rôle} important dans la redistribution de la pluie ^{au sol ; dès}

que le couvert est refermé la valeur relative de l’interception ^varie peu.

Des mesures identiques ^avaient été faites (Aussenac, 1975) ^sur les mêmes peuple-

ments âgés ^{de 15 ans. Sur la} figure ^{6 on} peut remarquer que l’écoulement le long ^des

troncs était moins important ^et que la hauteur d’eau ^arrivant directement au sol était

plus grande ; globalement ^la quantité ^d’eau interceptée ^était finalement très voisine, bien que légèrement inférieure à celle que nous avons évaluée ici. On voit que l’inter-

ception ^d’un peuplement ^{fermé de} Douglas ^varie peu ^avec l’âge ^et la densité à partir

du moment où le couvert est fermé.

Les résultats obtenus par différents ^auteurs (McMinn ^{1960 ;} Rothacher, 1963 ; Mitscherlisch et al. 1970 ; Aussenac, 1975) ^{et les nôtres} permettent d’essayer ^{de voir}

comment varie l’interception ^avec l’âge (fig. 9). On remarque que dès 15 ^ans la valeur relative de l’interception ^{est très élevée. Ensuite elle varie de 30 à} 40 p. 100 de la plu-

viosité incidente selon les densités et les régimes climatiques.

Les peuplements ^{de Hêtre sont en} général ^{issus de} génération naturelle, ils sont donc souvent plus hétérogènes, ^aussi l’interception ^varie beaucoup ^d’un peuplement ^à

un autre. Dans l’ensemble nos résultats paraissent plus ^{faibles, à} âge égal, queceux observés par d’autres ^auteurs (Hoppe, ^{1896 ;} Cepel 1967 ; Bruhlart, 1969 ; Bretchel, 1969 ; Aussenac, 1968, Mitscherlisch et ai. 1970, Nihlgard ^1970, Abagiu ^{et al. 1974,}

Aussenac, 1975).

Sur la figure ^{7 on note que} l’interception ^varie peu ^avec l’âge. ^{En effet on remar-}

que ^une interception ^{élevée dès 30 ans, au-delà} l’augmentation ^est faible. Il apparaît

aussi que l’interception des hêtraies varie de 15 à 25 p. 100 selon l’âge.

1 - en!/ P:

L’écoulement le long ^des troncs est important chez les deux ^essences étudiées, cela tient probablement ^au fait que ^toutes deux ont une écorce lisse et un angle ^d’inser-

tion des branches aigu. ^{Alors que chez le Hêtre} l’écoulement le long ^des troncs est

important pendant ^{toute la vie} de l’arbre (Aussenac, 1975), ^{il n’en est} pas de ^même

chez le Douglas, ^{car chez cette dernière} espèce ^se développe ^avec l’âge ^un rythidome

important. Au-delà de 40 à 50 ans l’écoulement le long ^{des troncs} baisse. Pour le Hêtre

les valeurs que nous avons obtenues dans cette expérimentation ^sont plus ^faibles que celles relevées par plusieurs ^{auteurs, en} particulier ^Aussenac (1975) ^{trouve dans des}

conditions identiques ^et pour ^un peuplement ^{de même} âge des écoulements plus impor-

tants (9,2 p. 100 ^sur l’année). ^{Il est} probable que ^ces différences peuvent s’expliquer

dans notre cas par ^{une mauvaise} conformation des arbres souvent fourchus et inclinés,

ce qui favorise les égouttements.

Une quantité ^très importante ^{d’eau arrive donc au} sol dans la proximité ^immé-

diate des troncs, ^ce phénomène ^{est corrélé à} la distribution des racines. Aussenac

(1975), ^{en effet a} constaté que les espèces ^à fort écoulement avaient un enracine- ment ramifié et dense autour et sous le tronc, alors que les espèces ^à écoulement faible

(Chêne par exemple) ^{avaient un} enracinement beaucoup ^{moins dense à} proximité

immédiate du tronc.

L’évaluation de l’évapotranspiration réelle n’a pas été possible lorsqu’il ^{y avait}

de l’écoulement latéral ou profond, ^mais l’étude de la profondeur des nappes perchées

nous a permis ^{de constater} qu’au printemps l’évapotranspiration ^des résineux aug- mente beaucoup plus ^vite que celle des feuillus ^ainsi qu’il ^était possible ^{de le} prévoir

a priori. Mais, après ^la feuillaison, les nappes disparaissent plus ^{vite chez le Hêtre,}

à cause d’une évapotranspiration plus grande.

L’évapotranspiration ^{est la} plus ^faible (173,3 mm) ^{dans le} Douglas 1 caractérisé par ^une densité faible (cinq ^cent trente-cinq tiges/ha, ^{surface terrière 22,3} m 2 /ha)

et un couvert non complètement ^{fermé. L’écart avec le} peuplement ^{Il de même} âge,

mais de densité différente (mille ^trente tiges/ha, ^{surface terrière 38,1} m z /ha) ^{est de} 37,4 ^{mm, soit une} diminution de 18 p. ^100.

Les deux peuplements ^{avaient au} départ des densités voisines, mais en 1973 le

Douglas ^{1 a été} éclairci. La différence que ^{nous notons en} 1978, quatre ^ans après

cette intervention sylvicole, ^{doit être} déjà atténuée. La diminution de l’évapotranspi-

ration étant la plus importante ^l’année qui ^suit l’opération d’éclaircie (Anderson ^et al., 1975).

La comparaison ^des Douglas ^{II, III et IV} indique que ^dès 15 ans lorsque ^{le couvert}

est fermé, l’évapotranspiration ^des Douglas ^{est élevée. Il est} probable qu’elle ^{a atteint} déjà ^{un niveau} proche ^{du maximum.}

Sur la période considérée l’évapotranspiration des feuillus est proche ^{de celle}

des résineux (il, ^{111 et} IV). L’albédo des feuillus étant globalement plus ^{élevé que}

celui des résineux (17 p. 100 ^{contre 12} p. 100, Ducrey, 1973), pour ^ces derniers il doit résulter dans le bilan d’énergie ^une plus ^forte proportion ^de chaleur sensible.

L’interception joue ^{un rôle} important ^dans l’évapotranspiration ^{totale des} peuple-

ments (tabl. 3) ; ^elle représente ^en pourcentage de l’ETR sur la période ^13.7.78- 14.10.78, 33,8 p. 100 pour le Douglas ^{1, 31,6} p. 100 pour le Douglas ^{II, 34,2} p. 100

pour ^le Douglas III, 23,8 _p. 100 pour le Douglas ^{IV et 16,3} p. 100 pour les feuillus.

Sur la figure ^{8, on voit} que l’ETR est fonction de l’ETP, mais aussi de l’interception (I

n

). ^Le rapport ETR/ET peut dépasser ¹ lorsque l’interception ^est importante (fig. 9).

Aussi il apparaît ^ici que dans les climats ^très pluvieux ^ce rapport ^sera fréquemment supérieur ^{à 1 à cause des} pertes par interception. ^{Ces résultats} rejoignent ^{ceux de}

Stewart (1977) qui montre, pour ^un peuplement ^{de Pins,} qu’en période pluvieuse l’évapotranspiration ^{du couvert} peut ^{atteindre en termes de bilan} d’énergie, ^un

niveau supérieur ^au bilan radiatif net du peuplement.

Il est difficile de comparer l’évapotranspiration ^des peuplements forestiers en

raison de leur dynamique différente avec l’âge. ^Une façon d’opérer peut ^{être de faire} la comparaison ^de peuplements ^{au moment où ils} ont atteint leur potentialité ^maxi-

mum d’évapotranspiration. ^Or nous savons (Molchanov, 1963) que le ^{moment où}

l’évapotranspiration ^des peuplements ^{est la} plus ^forte correspond ^{à la} période ^où

l’accroissement courant est le plus élevé. Dans notre _cas, l’étude des tables de produc-

tion s’appliquant ^{le mieux à nos} peuplements (Decourt, ^1967, 1973), ^{nous montre} que

précisément ^{ils sont à} l’âge ^{où leur} accroissement courant est maximum. Ainsi nous

constatons que dans ^cette période, pendant la ^saison de végétation, les consommations

en eau d’un peuplement ^{de Hêtre et d’un} peuplement ^de Douglas ^{sont très voisines}

bien que leurs âges ^soient différents. Mais, ^à âge égal, ^{avant la} période ^d’accrois-

sement courant maximum, le Hêtre doit ^moins évapotranspirer que le Douglas, ^{il en}

résulte des écoulements plus importants ^{au niveau} des bassins versants.

Reçu pour publication ^{en août 1979.}

Summary

Rainfall interception ^{and actual} evapotranspiration ⁱⁿ broadleaved (Fagus sylvatica L)

and coniferous ^stands (Pseudotsuga ^menziesii (Mirb) Franco)

The rainfall interception ^{and the} evapotranspiration have been assessed in ^an 11 years old

Douglas fir stand (Pseudotsuga ^menziesii (Mirb) Franco, density : ^{3 086} stems/ha), three 23 years old

Douglas fir stands (density : ^530, 1 030 and 2 229 stems/ha) ^{and an} 80 years old Beech stand (density :

743 stems/ha).

In winter the interception amounted 6 p. 100 of the rainfall in the beech stand against 32 p. 100, 35 p. 100 and 36 in the three 23 years ^old Douglas fir stands.

In summer the interception increased in the beech stands (21 p. 100 of the rainfall), ^{whereas it}

remained constant in the Douglas fir stands. The considerations of bibliographic ^{datas showed that}

the interception ⁱⁿ Douglas fir stands is already high ^at 15 years and increased only slightly till 50 years.

In the Beech stand the interception averages ¹⁵ p. 100 ^{of rainfall at} 30 years and increase with age to reach 20-25 p. 100 at 100 years.

Annales des Sciences foresti6res.

1980 8

The actual evapotranspiration has been estimated weekly by using ^the relationship :

ETR= P< - D - A5 .

The calculations have been done when no drainage ^occured.

The fluctuations of the water soil content have been studied by utilization of a neutron probe.

Results examinations show that in spring (leafless period) beech stand evapotranspiration ^{is lower}

than that of the Douglas ^fir stands but in summer the evapotranspiration of the Beech stand is the same

than that of the Douglas ^fir stands. In autum with the leaves yellowing ^a slight differences has been noticed between Beech and Douglas ^{fir stands.}

The evapotranspiration of the lower density Douglas ^{fir stand} (530 stems/ha) ^{was lower} (18 p. 100-

27 p. 100) than that the others.

The interception ^{has a} great importance ^{in the} evapotranspiration of the stands. The ETR/ETP

ratio exceeds 1 when the interception ^is important.

Références bibliographiques

ABAGIU P., MONTEANU S. A., GASPAR R., 1974. Cercetari asupra ^rolulin hidrologic ^al padurü

in bazinele hydrolographice mici. Studü si cercetari, vol. XXIX, ^353-391.

ANDERSON H. W., ^HOOVER M. D., ^REINHART K. G., 1976. Forests and water : effects of forest management ^{on floods,} sedimentation and water supply. ^USDA Forest Serv. gen. Tech. Rep., P.S.W.18,115 _p.

AUSSENAC G., 1968. Interception ^des précipitations par le couvert forestier. Ann. Sci. Forest., 25 (3),

135-156.

AUSSENAC G., 1972. Etude de l’évapotranspiration ^{réelle de} quatre peuplements forestiers dans l’est de la France. Ann. Sci. Forest., 29 (3), ^369-389.

AUSSENAC G., 1975. Couverts forestiers et facteurs du climat : leurs interactions, conséquences écophysiologiques ^chez quelques résineux. Thèse d’Etat, Nancy, 234 p.

AUSSENAC G., GRANIER A., 1979. Etude bioclimatique ^{d’une futaie feuillue} (Fagus silvatica L. et

Quercus sessili!lora Solisb.) de l’est de la France. Il. Etude de l’humidité du sol et de l’évapo- transpiration réelle. Ann. Sci. Forest., 36 (4) ^265-280.

BARTOLI M., DECOURT N., 1971. Densité de plantation. ^Etude bibliographique ^et premiers ^résul-

tats d’une expérience ^sur Douglas (Pseudotsuga ^menziessi (Mirb) Franco). ^{Ann. Sci.} Forest., 28 (1). ^51-58.

BOULANGEAT C.,1978. Influence de la forêt sur le cycle ^{de l’eau. Etude} comparative ^de l’intercep-

tion et de l’évapotranspiration ^d’un peuplement ^feuillu (Fagus ^silvatica L.) ^{et de} quatre peu-

plements ^de Douglas (Pseudotsuga ^menziesü Mirb). ^Mémoire E.N.LT.E.F., 40 p.

BROCHET P., GARNIER N., 1972. Une méthode pratique ^{de calcul de} l’évapotranspiration poten-

tielle. Ann. Agron., ²³ (1), 31-49.

BRUHLART A., 1969. Jahreszeitliche Verdnderungen ^der Wasserbindung ^{und der} Wasserbewegung

in Waldbôden des Schweizerischer Mittellandes. Mitt. Schweiz. Anst. Forstl. Versuchsw., 45 (2),

127-232.

CEPEL N., 1967. Interzeption ^{in einem Buchen,} einem Eichen und einem Kiefernbestand des Bel-

grader Waldes bei Istanbul. Forstwissenschaftliches Centralblatt 5, 301-314.

DECOURT N., 1967. Le Douglas ^{dans le Nord-Est du Massif Central. Ann. Sci.} Forest., 24 (1), 45-84.

DECOURT N.,1973. Tables de production pour les forêts françaises, ⁴⁹ p. Centre National de Recher- ches Forestières. Ed. Engref Nancy.

DUCREY M., 1973. Appréciation ^du rayonnement solaire dans et sous le couvert forestier. Commu- nication présentée ^au Congrès « Le soleil au service de l’homme » UNESCO 1973, 13 _p.

dactylographiées.

HOPPE E., 1896. Regenmessung ^unter Baumkronen. Mitt. aus dem Forstlichen Versuchswesen Oster- reichs, 21, ^1-95.

LEVY G., 1969. Premiers résultats d’étude comparée de la nappe temporaire ^des pseudogleys ^sous

résineux et sous feuillus. Ann. Sci. Forest., ²⁶ (1), ^65-79.

McMINN R. G., 1960. Water relation and forest distribution in the Douglas ^fir region of Vancouver Island. Div. Forest. Biot., Dept. Agr. Can. Pu6. 1091 in Zinke P. J. 1967. Forest interception

studies in U.S.A. 137-161 International Symposium ^{on Forest} Hydrology. Pergamon ^Press.

MITSCHERLISCH G., MOLL W., 1970. Untersuchungen ^{über die} Niederschlags und Boden Feuch-

tigkeitsverhâltnisse ⁱⁿ einigen ^{Nadel und} Laubholzbesttinden in der Ndhe von Freiburg/Br.

Allgemeine Forst., ^{u. J.} Ztg (141 ), 49-60.

MOLCHANOV A. A., 1963. The hydrological ^role of forests. lsrael Progrom for scientific translations, Jerusalem, 405 p.

NIHLGARD B., 1970. Precipitation, its chemical composition ^and effect and soil water in a beech and

a spruce forest in south Sweden. Andelsbogtrykkeriet ^{i Odense,} (21), ^209-217.

ROTHACHER J., 1963. Net precipitation ^{under a} douglas fir forest. Forest Sci., 23-29.

RUTTER A. J., 1968. Water consumption by forests. In water deficits ^and plant growth, ^2, 23-84. Aca- demic Press, New York.

RUTTER A. J., 1975. The hydrological cycle ⁱⁿ vegetation. ^In vegetation ^{and the} atmosphere ¹ (J. L. Monteith éd.), 111-154. Academic Press London.

STEWART J. B., 1977. Evaporation ^{from the wet} canopy of ^a Pine Forest. Water Resources Research,

13 (6), ^915-921.